Vasilii Petrenko تحميل جليد الجليد في غرفة الانصهار لاستخراج الهواء القديم المحاصرين. (كزافييه فاين / يو. روشستر)

من المحتمل أن يساهم البشر بالمزيد من الميثان في الغلاف الجوي من خلال استخدام الوقود الأحفوري واستخراجه مما كان يعتقد العلماء في السابق ، حسب الباحثين.

وجدوا أيضا أن خطر أن الاحترار سيؤدي إلى إطلاق غاز الميثان من الخزانات الطبيعية الكبيرة للكربون القديم يبدو منخفضا.

في 2011 ، قضى فريق من الباحثين بقيادة Vasilii Petrenko ، وهو أستاذ مساعد في علوم الأرض والعلوم البيئية في جامعة روشستر ، سبعة أسابيع في أنتاركتيكا لجمع وجمع عينات 2,000-pound من نوى الجليد الجليدية التي تعود إلى ما يقرب من سنوات 12,000.

كشف الهواء القديم المحصور داخل الجليد عن بيانات جديدة مفاجئة حول الميثان والتي قد تساعد في إعلام صانعي السياسة أثناء نظرهم في طرق للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.

"... إن انبعاثات الميثان من الوقود الأحفوري المنشأ (من صنع الإنسان) أكبر حتى مما كان يُعتقد سابقًا ..."

قام الباحثون بالإبلاغ عن نتائجهم في الطبيعة.

يقول بيترينكو: "تشير نتائجنا إلى أن انبعاثات الميثان من الوقود الأحفوري المنشأ (من صنع الإنسان) أكبر حتى مما كان يُعتقد سابقًا". "وهذا يعني أن لدينا قوة أكبر لمكافحة الاحترار العالمي من خلال الحد من انبعاثات الميثان من استخدامنا للوقود الأحفوري."

يحتوي الغلاف الجوي اليوم على غاز الميثان المنبعث بشكل طبيعي - من الأراضي الرطبة ، وحرائق الغابات ، أو المحيطات وتسرب الأرض - والميثان المنبعث من الأنشطة البشرية مثل استخلاص الوقود الأحفوري واستخدامه ، وتربية الماشية ، وتوليد مطامر ، مع حساب الميثان المنبعث من البشر بنسبة 60 أو أكثر من المجموع.

يستطيع العلماء قياس مستوى الميثان الكلي في الغلاف الجوي بدقة ، وكيف تغير ذلك خلال العقود القليلة الماضية.

التحدي؟ كسر هذا المجموع في المصادر المحددة.

يقول هنريتش شيفر ، عالِم الغلاف الجوي في المعهد الوطني للمياه والغلاف الجوي: "نعرف القليل عن كمية الميثان التي تأتي من مصادر مختلفة ، وكيف أن هذه التغيرات قد تغيرت استجابة للأنشطة الصناعية والزراعية أو بسبب أحداث المناخ مثل الجفاف". البحث (NIWA) في نيوزيلندا ، حيث تم إجراء جزء رئيسي من معالجة العينات.

يقول شايفر: "هذا يجعل من الصعب فهم المصادر التي يجب أن نستهدفها على وجه التحديد لخفض مستويات الميثان".

يمكن للعلماء استخدام قياسات لنظائر مختلفة من الميثان (جزيئات الميثان مع ذرات كتلة مختلفة قليلاً) لإدخال بعض المصادر. ولكن حتى هذا النهج لا يعمل دائمًا لأن "توقيعات" النظائر لبعض المصادر يمكن أن تكون متشابهة جدًا.

على سبيل المثال ، الميثان الأحفوري هو غاز الميثان المنبعث من رواسب هيدروكربونية قديمة ، توجد عادة في المواقع الغنية بالوقود الأحفوري. الميثان الأحفوري الذي يتسرب بشكل طبيعي من هذه المواقع - "الميثان الجيولوجي" - له توقيع نظير مشابه للغاز الميثان المتحرر المنبعث عندما يقوم الإنسان بحفر آبار الغاز.

ومن ثم ، فإن فصل المصادر الطبيعية والبشرية المنشأ وتقدير مقدار ما ينبعث من البشر قد أثبت أنه صعب.

من أجل فهم أفضل المكونات الطبيعية والبشرية المنشأ للميثان الأحفوري ، تحول بيترينكو وفريقه إلى الماضي.

يكرس مختبر Petrenko لفهم كيفية تفاعل غازات الدفيئة الطبيعية والبشرية مع تغير المناخ. وهي تحلل كيف أثرت التغيرات المناخية الماضية على غازات الاحتباس الحراري مع مرور الوقت والطرق التي قد تستجيب بها هذه الغازات لدرجات حرارة الاحترار المستقبلية.

في هذه الحالة ، قام بترينكو والمتعاونون ، بدراسة السجلات الجوية السابقة باستخدام النوى الجليدية المستخلصة من تايلور الجليدي في أنتاركتيكا. يعود تاريخ هذه النوى إلى ما يقرب من سنوات 12,000.

في كل عام تتساقط فيه الثلوج في القارة القطبية الجنوبية ، تزن الطبقة الثلجية الحالية الطبقة السابقة ، وتضغط على مئات أو آلاف السنين لتشكل في النهاية طبقات الجليد. تحتوي طبقات الجليد هذه على فقاعات هواء تشبه كبسولات زمنية صغيرة. باستخدام المضخات الفراغية وغرف الذوبان ، يستطيع الباحثون استخلاص الهواء القديم الموجود داخل هذه الفقاعات ودراسة التركيبات الكيميائية للغلاف الجوي القديم.

"العودة قبل أي أنشطة بشرية - قبل الثورة الصناعية - تبسط الصورة ..."

لم يبدأ البشر في استخدام الوقود الأحفوري كمصدر أولي للطاقة حتى الثورة الصناعية في القرن 18th. وبسبب هذا ، لا تحتوي نوى الجليد التي يعود تاريخها إلى سنة 12,000 على أي ميثان أحفوري ناتج عن أنشطة بشرية ؛ تستند مستويات الميثان الأحفوري فقط إلى الميثان المنبعث من المصادر الطبيعية.

يُعتقد أن انبعاثات الميثان الجيولوجية الطبيعية في الماضي يمكن مقارنتها بالانبعاثات الطبيعية اليوم ، لذلك فإن دراسة قلوب الجليد تسمح للباحثين بقياس هذه المستويات بدقة شديدة ، منفصلة عن نظرائهم من الإنسان.

"إن العودة إلى ما قبل أي أنشطة بشرية - قبل الثورة الصناعية - تبسط الصورة وتسمح لنا بتقدير المصادر الجيولوجية الطبيعية بدقة بالغة" ، يقول بيترينكو.

كانت مستويات الميثان الجيولوجية الطبيعية التي قام فريق البحث بقياسها أقل بثلاث إلى أربع مرات من الأرقام المقدرة مسبقًا. إذا كانت انبعاثات الميثان الجيولوجية الطبيعية أقل مما هو متوقع ، يجب أن تكون انبعاثات الميثان الأحفوري المنشأ البشرية أعلى من المتوقع - يقدر بيترينكو بنسبة 25 في المائة أو أكثر.

وتقترح الدراسة أيضا أن خطر إطلاق غاز الميثان من خزانات الكربون الطبيعية القديمة أقل مما كان يعتقد سابقا. لقد أثار العلماء احتمال أن يؤدي الاحترار العالمي إلى إطلاق غاز الميثان من مكامن كربون قديمة كبيرة جداً ، مثل هيدروسترات الغازات ، وهيدرات الغاز ، مثل أشكال الميثان الجليدية في الرواسب في قاع المحيط. هذه تصبح أقل استقرارا مع زيادة درجات الحرارة.

إذا كان تغير المناخ من حرق الوقود الأحفوري سيؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من الميثان إلى الغلاف الجوي من مكامن الكربون القديمة ، فإن هذا سيؤدي إلى زيادة الاحترار.

"إن عينات الهواء القديمة تكشف أن هذه الأنواع من السيناريوهات المتعلقة بانبعاثات الميثان الطبيعية ليست مهمة بنفس القدر لمراعاة التخطيط المستقبلي" ، يقول بيترينكو.

"وعلى النقيض من ذلك ، يبدو أن انبعاثات الوقود الأحفوري ذات المنشأ البشري أكبر مما كنا نعتقد في السابق ، لذا فإن تخفيض هذه المستويات له تأثير أكبر للتخفيف من الاحترار العالمي" ، كما يقول.

دعمت مؤسسة العلوم الوطنية البحث.

المصدر جامعة روتشستر

كتب ذات صلة:

at سوق InnerSelf و Amazon